电气设备试验：有效发现设备安全隐患、保证安全可靠运行

电气试验是检查电气设备健康水平的有效方法。通过各种电气试验，可以掌握设备的健康状况，可以及时地发现事故隐患，做好预防措施，保证设备能安全可靠地运行。《电气设备预防性试验规程》是进行电气试验的准则，电气试验必须按照这个规程的要求进行。

按照作用和要求的不同，电气设备的试验可分为绝缘试验和特性试验两类。这两类试验都是通过对设备的绝缘和特性测试，发现设备的潜伏缺陷和薄弱环节，为设备的安全运行和检修提供依据。

电气设备的绝缘缺陷一般由两种情况造成：一种情况是在设备制造时潜伏的；另一种情况是设备投入运行后，由于长时间工作电流的热效应，造成设备发热老化，或者由于工作电压或过电压等影响，以及受外力破坏等原因造成。

绝缘缺陷有集中性缺陷和分布性缺陷之分。如瓷绝缘子瓷质裂纹、发电机和电动机绝缘的局部磨损、电缆绝缘的气隙在电压作用下发生局部放电而逐步损坏绝缘，以及机械损伤、局部受潮等都是集中缺陷。电气设备的整体绝缘性能下降，如电机、套管等设备绝缘中有机材料受潮、老化、变质等都是分布性缺陷。绝缘体内部的缺陷，降低了电气设备的绝缘水平，使设备存在安全隐患。通过试验检测可以把隐藏的缺陷检查出来，然后采取措施消除缺陷。

（一）电气绝缘试验

电气绝缘试验的方法，一般分为非破坏性试验和破坏性试验两类。

1.非破坏性试验

非破坏性试验是指在较低的试验电压下或用其他不会损伤绝缘的办法来测量各种特性，从而判断设备内部缺陷。如绝缘电阻试验、吸收比试验、泄漏试验和介质损失角正切值试验等。这类试验不会损伤设备，但由于试验电压较低，所以有些缺陷较难充分暴露。

（1）绝缘电阻试验。

绝缘电阻是指加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即

R＝U/I

式中　U——加于试品两端的直流电压，V；

I——对应于电压U时，试品的泄漏电流，μA；

R——试品的绝缘电阻，MΩ。

从上式看到，绝缘电阻R与泄漏电流I成反比，而泄漏电流的大小又取决于绝缘材料的状况。当绝缘受潮、表面脏污或局部缺陷时，泄漏电流显著增大，绝缘电阻显著降低。因此，测量绝缘电阻是了解设备绝缘状况的有效手段之一，方法最为简便，所用仪器一般用兆欧表（俗称摇表）。

（2）吸收比试验。

电介质通常称为绝缘材料，电气设备中需要与电隔绝的部位均填入绝缘材料。但绝缘材料并不是绝对不导电，只是它的电阻率很大。

当在介质上施加直流电压时，开始流过的电流较大，以后逐渐减小，到一定时间之后电流趋于稳定。这是由于电介质在外加电压作用下发生极化和吸收引起。

电气设备的绝缘常常由多种材料组成，即使是同一种介质制成的绝缘体，也会在制造和运行中发生电性能变化，所以绝缘材料不可能是绝对均匀的介质。不均匀介质加上直流电压后，介质中会发生三种电流，即加压瞬间出现的电容电流i 1，介质夹层式极化引起的吸收电流i 2，介质导电引起的泄漏电流i 3。介质总的电流I＝i 1＋i 2＋i 3。

在绝缘良好的状态下，其泄漏电流一般很小，而吸收电流相对较大。这时加压60s时的绝缘电阻R60较加压15s时的绝缘电阻要大得多。而当绝缘有缺陷时，电介质极化加强，吸收电流增大时，泄漏电流增大更显著，R60与R15数值上就接近，绝缘状态越差两者越接近。

我们把加压60s时测量的绝缘电阻值R 60与加压15s时测量的绝缘电阻值R 15的比值称为吸收比K。即(www.xing528.com)

K＝R 60/R 15

从上述分析可知，吸收比K越大表示绝缘状况越好；K越接近于1，绝缘状况就越不好。根据K值的大小，并与以前相同情况下试验得到的K值进行比较，就可以判断设备绝缘水平的变化，了解设备的绝缘性能。吸收比试验一般用于电容量较大的试品。如大型发电机、变压器及电缆等，试验时用的主要仪器是兆欧表（摇表）。由于手摇式兆欧表测量不易准确，现在一些新型电子式兆欧表更适宜做吸收比试验。

（3）泄漏电流试验。

泄漏电流试验的原理与绝缘电阻试验的原理基本相同，不同之处是做泄漏电流试验的试验电压是可以任意调整的，对一定电压等级的试品，可以施加相应的试验电压。

做泄漏电流试验不是用兆欧表，而是用调压器、试验变压器、高压硅整流器等设备。

做泄漏电流试验时，由于试验电压比兆欧表的试验电压高，所以比用兆欧表测量容易发现设备绝缘的缺陷。

（4）介质损失角正切值（tanδ）试验。

在电场作用下，电介质中有一部分电能会转变成其他形式的能量，通常转变为热能。所谓介质损失是指在电场作用下，电介质内单位时间消耗的电能。如果损失很大，则会使介质温度升得很高，促使绝缘材料发热老化。这时介质损耗进一步增加，介质温度进一步升高，造成发热量大于散热量的恶性循环，严重时会使介质熔化、烧焦、完全丧失绝缘性能。因此，介质损耗的大小是衡量绝缘材料绝缘性能的一项重要指标。

当外加电压和频率一定时，电介质的损耗大小与损失角正切值tanδ（δ角是电流和电压相角差的余角）及试品电容C成正比。对于一定结构的试品，其C值为定值，因此，同类试品的绝缘优劣可直接由tanδ的大小来加以判断，并可以从同一试品tanδ的历史数值比较中看出该设备绝缘性能的发展趋势。

测量tanδ的方法目前有：平衡电桥法、不平衡电桥法、相敏电路法和低功率因数瓦特表法等。相应的仪器是QS1（QS3）电桥、M型试验器、介质损失测量仪和低功率因数瓦特表等。其中平衡电桥法用的较多，具体试验方法可参阅有关资料。

2.破坏性试验（或称耐压试验）

要发现电气设备绝缘的内部缺陷，除上述讲到的非破坏性试验外，还有一种是破坏性试验，即：耐压试验。耐压试验对绝缘的考验最严格，施加的电压很高，一些危险性较大的集中缺陷一般通过耐压试验都能发现。

目前，在绝缘预防性试验中应用的耐压试验方法有两种：

一种是交流耐压试验法；另一种是直流耐压试验法。

交流耐压试验是对试品施加超过工作电压一定倍数的高电压，且经历一定的时间（一般为1min）用来模拟设备在运行状态下可能遇到的过电压作用，对设备的绝缘性能进行极其严格的考验。耐压试验合格，则可以保证该设备有一定的绝缘水平和裕度。但进行耐压试验，对电气设备的绝缘有一定的破坏性，可能将有缺陷的部位击穿，或者使局部缺陷发展，甚至使尚能继续运行的设备在高电压下受到一定损伤，故耐压试验为破坏性试验。为此，在耐压试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流及tanδ等项目试验，对试品的绝缘状况进行初步鉴定，若已发现绝缘不良，应处理后再进行耐压试验。交流耐压试验接线和操作都比较简单，试验电压标准是根据大气过电压和内部过电压的幅值及系统中相应保护装置的水平而决定的，详见有关规程。

对于大电容量的试品（如：电力电容器、电力电缆、大容量发电机等），进行交流耐压试验时因电容电流大，所以需要大容量的试验设备，给试验造成困难，为此可以采用另一种耐压试验方法——直流耐压试验法。直流耐压试验的方法及试验设备与泄漏试验相同。交流耐压试验使用的试验设备有试验变压器、调压器、限流电阻、保护球隙、静电电压表等，一般都有试验台进行操作、控制。

（二）特性试验

通常把绝缘试验以外的试验统称特性试验。例如变压器、互感器的变比试验、极性试验、变压器空载试验、短路试验、线圈直流电阻测量、断路器分合闸时间测试等。通过特性试验测试电气设备技术参数。特性试验也是经常开展的电气试验。

通过上述各种试验结果，对比设备出厂时原始数据记录和历年的试验数据，并与同类型设备的试验数据相比较，经过分析，就可以作出设备健康水平的判断，找出设备缺陷和薄弱环节，以便及时进行处理，保障设备运行安全。为此要严格按设备试验周期认真做好有关试验和按设备检修周期认真做好设备检修工作，这些工作都是安全生产管理的重要内容。